Een aantal scheikundigen ontdekte in de loop van de 19e eeuw enkele fundamentele concepten op het gebied van de organische scheikunde. Een van hen was bijvoorbeeld de Franse chemicus Joseph Louis Gay-Lussac, die vooral geïnteresseerd was in fermentatieprocessen, en hij gaf deze fascinatie door aan een van zijn beste leerlingen, Justus von Liebig. Met een verschil van enkele jaren beschreven zij, samen met collega’s, de chemische structuur van de melkzuurmolecule zoals wij die vandaag kennen. Zij hadden een zuiver chemisch begrip van het gistingsproces, wat betekent dat je het niet kunt zien met een microscoop, en dat het alleen kan worden geoptimaliseerd door chemische katalysatoren. In 1857 beschreef de Franse scheikundige Louis Pasteur voor het eerst melkzuur als het product van een microbiële gisting. In die tijd werkte hij aan de universiteit van Lille, waar een plaatselijke distilleerderij hem om advies vroeg over enkele gistingsproblemen. Per toeval en met het slecht uitgeruste laboratorium dat hij toen had, kon hij ontdekken dat in deze distilleerderij twee gistingen plaatsvonden, een melkzuurgisting en een alcoholische gisting, beide geïnduceerd door micro-organismen. Hij zette het onderzoek naar deze ontdekkingen voort in Parijs, waar hij ook zijn theorieën publiceerde die een stabiele tegenstelling vormden met de zuiver chemische versie die door Liebig en zijn volgelingen werd voorgesteld. Hoewel Pasteur enkele concepten beschreef die vandaag de dag nog steeds worden aanvaard, weigerde Liebig ze te aanvaarden. Maar zelfs Pasteur zelf schreef dat hij “gedreven” was tot een geheel nieuw begrip van dit chemische verschijnsel. Ook al vond Pasteur niet elk detail van dit proces, toch ontdekte hij het hoofdmechanisme van hoe de microbiële melkzuurfermentatie werkt. Hij was de eerste die fermentatie beschreef als een “vorm van leven zonder lucht.”
Hoewel dit chemische proces voor het werk van Pasteur nog niet goed was beschreven, maakten mensen al veel eerder gebruik van microbiële melkzuurfermentatie voor de voedselproductie. Chemische analyses van archeologische vondsten tonen aan dat het gebruik van melkfermentatie dateert van vóór de historische periode; de eerste toepassingen ervan maakten waarschijnlijk deel uit van de neolithische revolutie. Aangezien melk van nature melkzuurbacteriën bevat, lag de ontdekking van het gistingsproces voor de hand, aangezien het spontaan plaatsvindt bij een geschikte temperatuur. Het probleem van deze eerste boeren was dat verse melk voor volwassenen bijna onverteerbaar is, zodat zij er belang bij hadden dit mechanisme te ontdekken. Melkzuurbacteriën bevatten namelijk de enzymen die nodig zijn om lactose te verteren, en hun populaties vermenigvuldigen zich sterk tijdens de fermentatie. Daarom bevat gefermenteerde melk, zelfs van korte duur, voldoende enzymen om de lactosemoleculen te verteren, nadat de melk in het menselijk lichaam is, zodat volwassenen ze kunnen consumeren. Nog veiliger was een langere fermentatie, die werd toegepast voor het maken van kaas. Ook dit proces werd zeer lang geleden ontdekt, wat blijkt uit recepten voor kaasbereiding in spijkerschrift, de eerste geschreven documenten die bestaan, en iets later in Babylonische en Egyptische teksten.Interessant is de theorie van het concurrentievoordeel van gefermenteerde melkproducten. Het idee van deze theorie is dat de vrouwen van deze eerste gevestigde boerenclans de tijd tussen twee kinderen konden verkorten dankzij de extra lactose-opname door melkconsumptie. Deze factor kan hen een belangrijk voordeel hebben gegeven om de jager-verzamelaar samenlevingen te overtreffen.
Met de toenemende consumptie van melkproducten ontwikkelden deze samenlevingen een lactase persistentie door epigenetische overerving, wat betekent dat het melkverterende enzym lactase gedurende hun hele leven in hun lichaam aanwezig was, zodat zij ook als volwassenen ongefermenteerde melk konden drinken. Deze vroege gewenning aan lactoseconsumptie in de eerste koloniale samenlevingen kan vandaag nog worden waargenomen in regionale verschillen in de concentratie van deze mutatie. Geschat wordt dat ongeveer 65% van de wereldbevolking er nog steeds geen heeft. Aangezien deze eerste samenlevingen afkomstig waren uit streken rond Oost-Turkije tot Midden-Europa, komt het gen daar vaker voor en in Noord-Amerika, waar het door de Europeanen werd gevestigd. Het is door de dominantie van deze mutatie dat de westerse culturen denken dat het ongewoon is om een lactose-intolerantie te hebben, terwijl het in feite meer voorkomt dan de mutatie. Integendeel, lactose-intolerantie komt veel meer voor in Aziatische landen.
Melkproducten en de fermentatie daarvan hebben een belangrijke invloed gehad op de ontwikkeling van sommige culturen. Dit is het geval in Mongolië, waar de mensen vaak een pastorale vorm van landbouw beoefenen. De melk die zij in deze culturen produceren en consumeren is hoofdzakelijk merriemelk en heeft een lange traditie. Maar niet elk deel of product van de verse melk heeft dezelfde betekenis. Zo wordt het vettere deel aan de bovenkant, de “deež”, als het meest waardevolle deel beschouwd en wordt het daarom vaak gebruikt om gasten te eren.Zeer belangrijk met vaak ook een traditionele betekenis zijn gistingsproducten van paardenmelk, zoals bijvoorbeeld de licht-alcoholische yoghurt kumis. De consumptie hiervan bereikt een hoogtepunt tijdens culturele festiviteiten, zoals het Mongoolse Nieuw Maanjaar (in de lente). De tijd van deze viering wordt de “witte maand” genoemd, wat erop wijst dat melkproducten (samen met zetmeelrijke groenten “wit voedsel” genoemd, in tegenstelling tot vleesproducten, “zwart voedsel” genoemd) een centraal onderdeel van deze traditie vormen. Het doel van deze festiviteiten is het “afsluiten” van het afgelopen jaar – het huis of de yurt schoonmaken, de dieren eren omdat zij voor hun voedsel hebben gezorgd, en alles voorbereiden voor het komende zomerseizoen – om klaar te zijn om het nieuwe jaar te “openen”. Het eten van wit voedsel in deze feestelijke context is een manier om zich te verbinden met het verleden en met een nationale identiteit, namelijk het grote Mongoolse rijk verpersoonlijkt door Genghis Khan. In de tijd van dit keizerrijk was de gefermenteerde paardenmelk de drank om krijgers en leidende personen te eren en te bedanken, het was niet voor iedereen bestemd. Hoewel het uiteindelijk een drank voor gewone mensen werd, heeft het zijn eervolle betekenis behouden. Zoals vele andere tradities voelt ook deze de invloed van de globalisering. Andere produkten, zoals industriële yoghurt, voornamelijk afkomstig uit China en westerse landen, hebben de neiging om het meer en meer te vervangen, vooral in stedelijke gebieden. Op het platteland en in armere streken is hij echter nog steeds van groot belang.